JP4842176B2 - Temperature measuring apparatus and temperature measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、測定対象物例えば半導体ウエハや液晶基板等の表面、裏面、内部層などの温度を正確に測定可能な温度測定装置及び温度測定方法に関する。 The present invention relates to a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method capable of accurately measuring the temperature of an object to be measured, for example, a front surface, a back surface, an inner layer, and the like of a semiconductor wafer and a liquid crystal substrate.
例えば、基板処理装置により処理される被処理基板、例えば半導体ウエハの温度を正確に測定することは、成膜やエッチングなど種々の処理の結果により半導体ウエハ上に形成される膜やホールなどの形状、物性等を正確にコントロールする点からも極めて重要である。このため、例えば抵抗温度計や、基材裏面の温度を測定する蛍光式温度計等を利用した計測法など様々な方法によって半導体ウエハの温度を計測することが従来から行われている。 For example, to accurately measure the temperature of a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer, processed by a substrate processing apparatus, the shape of a film or a hole formed on the semiconductor wafer as a result of various processes such as film formation or etching It is also extremely important from the viewpoint of accurately controlling physical properties. For this reason, for example, the temperature of a semiconductor wafer has been conventionally measured by various methods such as a resistance thermometer or a measurement method using a fluorescence thermometer for measuring the temperature of the back surface of a substrate.
近年では、上述したような従来の温度計測方法では困難だったウエハの温度を直接計測することができる低コヒーレンス干渉計を利用した温度計測技術が知られている。さらに、上記の低コヒーレンス干渉計を利用した温度計測技術において、第1スプリッタによって光源からの光を温度測定用の測定光と参照光とに分け、さらに、分けられた測定光を第2スプリッタによってn個の測定光に分けてn個の測定光をn個の測定ポイントへ照射し、これらのn個の測定光の反射光と、参照光反射手段で反射された参照光の反射光との干渉を測定し、複数の測定ポイントの温度を同時に測定できるようにした技術も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このような技術によれば、簡単な構成で複数の測定ポイントの温度を一度に測定できる。
上記した従来の技術では、簡単な構成で複数の測定ポイントの温度を一度に測定することができる。しかしながら、上記した従来の技術では、特に測定ポイント数が多くなると干渉波形がどの測定ポイントからのものか同定することが困難になり、温度検出が困難になったり、誤検出される可能性が生じるという問題がある。 With the conventional technology described above, the temperature at a plurality of measurement points can be measured at once with a simple configuration. However, with the above-described conventional technology, it becomes difficult to identify the measurement waveform from which the interference waveform is generated, particularly when the number of measurement points is large, and it may be difficult to detect temperature or may be erroneously detected. There is a problem.
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、測定ポイント数が多い場合であっても、各測定ポイントからの干渉波形を同定して確実に温度検出を行うことができ、より精度良くかつ効率良く基板処理等を行うことのできる温度測定装置及び温度測定方法を提供しようとするものである。 The present invention was made in response to such a conventional situation, and even when the number of measurement points is large, it is possible to identify the interference waveform from each measurement point and reliably detect the temperature, An object of the present invention is to provide a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method capable of performing substrate processing and the like with high accuracy and efficiency.
請求項1の温度測定装置は、光源と、前記光源からの光を測定用の光と参照光とに分けるための第1スプリッタと、前記第1スプリッタからの測定用の光を、さらにn個の第1〜第n測定光に分けるための第2スプリッタと、前記第1スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と、前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と、前記第1スプリッタからの参照光を、前記参照光反射手段へ照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と、前記第2スプリッタからの第1〜第n測定光を夫々、温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントへ照射する測定光照射位置まで伝送する第1〜第n測定光伝送手段と、前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントから反射する前記第1〜第n測定光と、前記参照光反射手段から反射する参照光との干渉を測定するための光検出器とを備え、前記第1〜第n測定光における前記第2スプリッタから前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントまでの各光路長を夫々互いに異なるようにした温度測定装置において、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定した結果をイニシャルピーク位置データとして記憶し、温度測定時に得られた干渉ピークの位置と、前記イニシャルピーク位置データとを比較して、前記第1〜第n測定ポイント毎に温度を算出するコントローラを有することを特徴とする。
The temperature measurement device according to
請求項2の温度測定装置は、請求項1記載の温度測定装置であって、前記コントローラは、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光路長変化手段により、参照光の光路長を、光路長の変化が可能な全範囲について連続的に変化させ、イニシャルピーク位置データを取得することを特徴とする。
The temperature measurement device according to claim 2 is the temperature measurement device according to
請求項3の温度測定装置は、請求項1又は2記載の温度測定装置であって、前記コントローラは、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光検出器によって得られた波形を2乗して得られた2乗折り返し波形の重心を求めて干渉ピークの中心位置とすることを特徴とする。
The temperature measurement device according to claim 3 is the temperature measurement device according to
請求項4の温度測定装置は、請求項1〜3のいずれか1項記載の温度測定装置であって、前記温度測定対象物は、基板処理装置によって処理される被処理基板であり、前記第1〜第n測定光伝送手段は、前記被処理基板の面内における前記第1〜第n測定ポイントへ夫々前記第1〜第n測定光が照射されるように前記基板処理装置に配設されることを特徴とする。
The temperature measurement device according to
請求項5の温度測定方法は、光源と、前記光源からの光を測定用の光と参照光とに分けるための第1スプリッタと、前記第1スプリッタからの測定用の光を、さらにn個の第1〜第n測定光に分けるための第2スプリッタと、前記第1スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と、前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と、前記第1スプリッタからの参照光を、前記参照光反射手段へ照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と、前記第2スプリッタからの第1〜第n測定光を夫々、温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントへ照射する測定光照射位置まで伝送する第1〜第n測定光伝送手段と、前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントから反射する前記第1〜第n測定光と、前記参照光反射手段から反射する参照光との干渉を測定するための光検出器とを備え、前記第1〜第n測定光における前記第2スプリッタから前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントまでの各光路長を夫々互いに異なるようにした温度測定装置を用いた温度測定方法において、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定した結果をイニシャルピーク位置データとして取得する工程と、温度測定時に、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射して得られた干渉ピークの位置と、前記イニシャルピーク位置データとを比較して、前記第1〜第n測定ポイント毎に温度を算出する工程とを有することを特徴とする。
The temperature measurement method according to
請求項6の温度測定方法は、請求項5記載の温度測定方法であって、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光路長変化手段により、参照光の光路長を、光路長の変化が可能な全範囲について連続的に変化させ、イニシャルピーク位置データを取得することを特徴とする。
The temperature measurement method according to claim 6 is the temperature measurement method according to
請求項7の温度測定方法は、請求項5又は6記載の温度測定方法であって、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光検出器によって得られた波形を2乗して得られた2乗折り返し波形の重心を求めて干渉ピークの中心位置とすることを特徴とする。
The temperature measurement method according to
本発明によれば、測定ポイント数が多い場合であっても、各測定ポイントからの干渉波形を同定して確実に温度検出を行うことができ、より精度良くかつ効率良く基板処理等を行うことのできる温度測定装置及び温度測定方法を提供することができる。 According to the present invention, even when the number of measurement points is large, it is possible to identify the interference waveform from each measurement point and reliably detect the temperature, and to perform substrate processing and the like more accurately and efficiently. It is possible to provide a temperature measuring apparatus and a temperature measuring method capable of performing the above.
以下、図面を参照して、本発明を実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially the same function structure, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本実施形態にかかる温度測定装置100の概略構成を示すものである。図1に示すように、温度測定装置100は、光源110と、この光源110からの光を温度測定用の測定光と参照光とに分けるための第1スプリッタ120と、この第1スプリッタ120からの測定光を、さらにn個の第1〜第n測定光に分けるための第2スプリッタ130と、上記第1スプリッタ120からの参照光を反射するための参照光反射手段140と、参照光反射手段140から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段150とを備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
光路長変化手段150は、例えば参照ミラーなどで構成される参照光反射手段140を参照光の入射方向に平行な一方向へ移動させるためのリニアステージ151、モータ152、He−Neレーザエンコーダ153等から構成されている。このように、参照ミラーを一方向へ駆動させることにより、参照ミラーから反射する参照光の光路長を変化させることができる。モータ152は、モータコントローラ155、モータドライバ154を介して、コントローラ170により制御される。また、He−Neレーザエンコーダ153からの信号は、A/D変換器172でデジタル信号に変換されてコントローラ170に入力される。
The optical path
また、温度測定装置100は、上記第1〜第n測定光を例えば半導体ウエハ等の温度測定対象物10における第1〜第n測定ポイントに照射したときに温度測定対象物10から反射する第1〜第n測定光と、上記参照光を参照光反射手段140に照射したときに参照光反射手段140から反射する参照光との干渉を測定するための光検出器160を備えている。
Further, the
光源110としては、測定光と参照光との干渉が測定できれば、任意の光を使用することが可能である。温度測定対象物100として例えば半導体ウエハの温度測定を行う場合には、少なくとも半導体ウエハの表面と裏面との間の距離(通常は800〜1500μm程度)からの反射光が干渉を生じない程度の光が好ましい。具体的には例えば低コヒーレンス光を用いることが好ましい。低コヒーレンス光とは、コヒーレンス長の短い光をいう。低コヒーレンス光の中心波長は例えば0.3〜20μmが好ましく、更に0.5〜5μmがより好ましい。また、コヒーレンス長としては、例えば0.1〜100μmが好ましく、更に3μm以下がより好ましい。このような低コヒーレンス光を光源110として使用することにより、余計な干渉による障害を回避でき、半導体ウエハの表面又は内部層からの反射光に基づく参照光との干渉を容易に測定することができる。
As the
上記低コヒーレンス光を使用した光源としては、例えばSLD(Super Luminescent Diode)、LED、高輝度ランプ(タングステンランプ、キセノンランプなど)、超広帯域波長光源等を使用することができる。これらの低コヒーレンス光源の中でも、輝度の高いSLD(波長、例えば1300nm)を光源110として用いることが好ましい。
As the light source using the low-coherence light, for example, SLD (Super Luminescent Diode), LED, high-intensity lamp (tungsten lamp, xenon lamp, etc.), ultra-wideband wavelength light source, etc. can be used. Among these low-coherence light sources, it is preferable to use a high-luminance SLD (wavelength, for example, 1300 nm) as the
第1のスプリッタ120としては、例えば光ファイバカプラを用いる。但し、これに限定されるものではなく、参照光と測定光とに分けることが可能なものであればよい。また、第2のスプリッタ130についても、例えば光ファイバカプラを用いる。但し、これに限定されるものではなく、第1〜第nの測定光に分けることが可能なものであればよい。第1のスプリッタ120、第2のスプリッタ130としては、例えば光導波路型分波器、半透鏡などを用いてもよい。
For example, an optical fiber coupler is used as the
参照光反射手段140は、例えば参照ミラーにより構成される。参照ミラーとしては例えばコーナーキューブプリズム、平面ミラー等などが適用可能である。これらの中でも、反射光の入射光との平行性の観点からは、コーナーキューブプリズムを用いることが好ましい。但し、参照光を反射できれば、上記のものに限られず、例えばディレーラインなどで構成してもよい。 The reference light reflecting means 140 is constituted by a reference mirror, for example. As the reference mirror, for example, a corner cube prism, a plane mirror, or the like is applicable. Among these, it is preferable to use a corner cube prism from the viewpoint of parallelism with incident light of reflected light. However, as long as the reference light can be reflected, the configuration is not limited to the above, and may be configured with a delay line, for example.
光検出器160としては、低価格性、コンパクト性を考慮すれば、例えばフォトダイオードを用いて構成することが好ましい。具体的には例えばSiフォトダイオード、InGaAsフォトダイオード、Geフォトダイオードなどを用いたPD(Photo Detector)により構成する。但し、温度測定対象物10からの測定光と参照光反射手段140からの参照光との干渉を測定できれば、上記のものに限られず、例えばアバランシェフォトダイオード、光電子増倍管などを用いて光検出器160を構成してもよい。光検出器160の検出信号は、増幅器171を介してA/D変換器172に入力され、デジタル信号に変換されてコントローラ170によって処理される。
The
第1スプリッタ120からの参照光は、参照光伝送手段例えばコリメートファイバFZを介して参照光反射手段140へ照射する参照光照射位置まで伝送されるようになっており、第2スプリッタ130からの第1〜第n測定光は夫々、第1〜第n測定光伝送手段例えばコリメートファイバF1〜Fnを介して、温度測定対象物10へ照射する測定光照射位置まで伝送されるようになっている。なお、第1〜第n測定光伝送手段としては、上記コリメートファイバF1〜Fnに限られるものではなく、例えば光ファイバの先端にコリメータを取り付けたコリメータ付光ファイバであってもよい。
The reference light from the
上記温度測定装置100では、第1〜第n測定光における第2スプリッタ130から温度測定対象物10までの各光路長が夫々互いに異なるように構成されている。具体的には例えばコリメートファイバF1〜Fnの長さが夫々同一の場合は、例えばコリメートファイバF1〜Fnの先端面、すなわち測定光照射位置が、温度測定対象物10から照射方向に略平行な方向に夫々ずれるように配置される。また、コリメートファイバF1〜Fnの先端面をずらすことなく、コリメートファイバF1〜Fnの長さ又は光ファイバの長さを変えることにより、上記第1〜第n測定光における第2スプリッタ130から温度測定対象物10までの各光路長が異なるようにしてもよい。
The
なお、第1〜第n測定光伝送手段を温度測定対象物10からずらして配設する場合には、少なくとも各測定ポイント毎に測定される第1〜第n測定光と参照光との干渉波が夫々重ならないようにする必要がある。例えば光源110として低コヒーレンス光源を使用する場合には、第1〜第n測定光伝送手段を温度測定対象物10から、少なくとも干渉波のコヒーレンス長以上ずつずらして配設すれば、干渉波の重なりを防止することができる。また、このような第1〜第n測定光伝送手段を配設する位置は、温度測定対象物の厚さや厚さの変化率、測定する温度範囲、参照ミラーの移動距離などを考慮して決定することが好ましい。具体的には例えば0.7mm程度の厚みがあるシリコンウエハでは、常温から200℃くらいまでの温度範囲での参照ミラーの移動距離は0.04mm程度であるため、第1〜第n測定光伝送手段を温度測定対象物10から0.1mm程度ずつずらして配設することが好ましい。これにより、各測定ポイント毎の干渉波が重ならないようにすることができる。
In the case where the first to nth measurement light transmission units are arranged to be shifted from the
これにより、参照光反射手段140を一度走査するだけで各第1〜第n測定光が照射された測定ポイントの干渉波を一度に検出することができる。このため、温度計測にかかる時間を極力短くすることができる。 Thereby, the interference wave of the measurement point irradiated with each 1st-nth measurement light can be detected at a time only by scanning the reference light reflection means 140 once. For this reason, the time taken for temperature measurement can be shortened as much as possible.
本実施形態の温度測定装置100では、更に第1スプリッタ120によって分けられた参照光の光路に、光減衰手段としてアッテネータ180が設けられている。このアッテネータ180は、参照光の反射光の強度を、第1〜第n測定光の反射光の強度に近づけるように、参照光を減衰させるためのものである。具体的には、図1に図示されているとおり、通過する光のレベルを、例えば(1/n)1/2程度に減衰させるものが好適に使用できる。
In the
上記のようなアッテネータ180を具備した場合、光検出器160に入射する参照光の反射光のレベルは、光源110から放出された光を1とした場合、第1スプリッタ120を2度通ることにより、(1/2)2となり、アッテネータ180を2度通ることにより、1/nとなるので、略(1/2)2×1/nとなる。なお、参照光反射手段140の反射率を略1としている。
When the
一方、光検出器160に入射する測定光の反射光は、温度測定対象物10の反射率をRとして、第1スプリッタ120を2度通ることにより、(1/2)2となり、第2スプリッタ130を2度通ることにより、(1/n)2となり(例えば、n=4の場合1/16)、反射率Rでn個あるので、略(1/2)2×(1/n)2×R×n=(1/2)2×1/n×Rとなる。
On the other hand, the reflected light of the measurement light incident on the
したがって、参照光の反射光のレベルと、第1〜第n測定光の反射光のレベルとの差は、温度測定対象物10の反射率Rの差のみとなり、実質的に第2スプリッタ130が無い場合、つまり、1点計測の場合と同じとすることができる。
Therefore, the difference between the level of the reflected light of the reference light and the level of the reflected light of the first to nth measurement lights is only the difference in the reflectance R of the
すなわち、図2(a)に示すように、1点計測の場合、参照光の反射光の強度を1とすると、測定光の反射光の強度はRとなり、計測する波形に含まれる参照光と測定光の比率は、「参照光:測定光=1:R」となる。 That is, as shown in FIG. 2A, in the case of one-point measurement, if the intensity of the reflected light of the reference light is 1, the intensity of the reflected light of the measuring light is R, and the reference light included in the waveform to be measured The ratio of the measurement light is “reference light: measurement light = 1: R”.
一方、図2(b)に示すように、従来のn点計測の場合、参照光の反射光の強度を1とすると、測定光の反射光の強度はR×(1/n)となり、計測する波形に含まれる参照光と測定光の比率は、「参照光:測定光=1:R×(1/n)」となる。このため、nの数が増えた場合、参照光と測定光のレベルの差が大きくなる。そして、干渉強度は測定光の強度で決まるため、参照光と測定光のレベルの差が大きくなると、干渉強度が参照光強度に埋もれてしまい、S/N比が低下してしまう。 On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the case of the conventional n-point measurement, if the intensity of the reflected light of the reference light is 1, the intensity of the reflected light of the measuring light is R × (1 / n). The ratio between the reference light and the measurement light included in the waveform to be calculated is “reference light: measurement light = 1: R × (1 / n)”. For this reason, when the number of n increases, the difference in level of reference light and measurement light becomes large. Since the interference intensity is determined by the intensity of the measurement light, if the difference between the levels of the reference light and the measurement light increases, the interference intensity is buried in the reference light intensity, and the S / N ratio decreases.
これに対して、図2(c)に示すように、本実施形態の温度測定装置100では、アッテネータ180により、参照光の反射光の強度が1/nに減衰されているため、計測する波形に含まれる参照光と測定光の比率は、「参照光:測定光=1:R」となり、1点計測の場合と同様になるので、図2(b)の場合に比べてS/N比を向上させることができる。なお、本実施形態では、アッテネータ180として、光のレベルを(1/n)1/2に減衰させる場合について説明したが、これに限られるものではなく、減衰させるレベルは適宜選択することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2C, in the
次に、図3を参照して第2の実施形態について説明する。図3に示される温度測定装置200は、光源110からの光を分けるために、スプリッタ220を1つのみ使用している。このスプリッタ220は、光源110からの光を、第1〜第n測定光と、参照光のn+1の光に分けるようになっている。その他の構成は、図1の温度測定装置100と同様になっている。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The
この温度測定装置200の場合は、図2(d)に示すように、計測する波形に含まれる参照光と測定光の比率は、「参照光:測定光=1:R×n」となる。
For this
次に、図4を参照して第3の実施形態について説明する。図4に示される温度測定装置300は、図1に示した温度測定装置100において、アッテネータ180を設ける代わりに、光検出器160の検出信号中から交流成分(AC成分)を抜き出す交流成分抽出手段310を設けたものである。なお、交流成分抽出手段310は、DCレベル(光の強度)の確認ができるように、スイッチ311によって交流成分抽出する状態と、全信号を通過させる状態とを切り替え可能となっている。その他の構成は、図1の温度測定装置100と同様になっている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 4 is an AC component extraction unit that extracts an AC component (AC component) from the detection signal of the
この温度測定装置300の場合、交流成分抽出手段310によって、交流成分を抜き出すことによって、DCレベルの大小にかかわらず、ACレベルでの干渉強度を測定することができる。これによって、図2(b)の場合に比べてS/N比を向上させることができる。
In the case of this
次に、図5、図6を参照して、複数の処理チャンバを有する基板処理装置の各処理チャンバ内の温度を計測可能とした温度測定装置400、温度測定装置500について説明する。図5に示した温度測定装置400は、複数、例えば6つの処理チャンバPC1、PC2、……PC6について、切り替え器410、例えば光通信用マルチプレクサ(OADM:optical add/drop multiplexer)によって切り替えて、その内部に置かれた被処理基板及び必要に応じてフォーカスリングF/Rの温度を測定できるようにしたものである。すなわち、第2スプリッタ130及び第1〜第n測定光伝送手段例えばコリメートファイバF1〜Fn(図5,6ではn=4)は、各処理チャンバPC1、PC2、……PC6に設けられており、これらの6つの第2スプリッタ130と、第1スプリッタ120との間に、切り替え器410が設けられている。そして、切り替え器410により、温度測定を行う処理チャンバPC1、PC2、……PC6を選択することによって、各処理チャンバPC1、PC2、……PC6の温度を計測できるようになっている。なお、各処理チャンバPC1、PC2、……PC6内では、被処理基板、例えば半導体ウエハに、エッチングや成膜等の処理が行われる。
Next, a
また、図6に示した温度測定装置500は、複数、例えば6つの処理チャンバPC1、PC2、……PC6について、第1スプリッタ120と第2スプリッタ130との間に、第3スプリッタ510を挿入して、光源からの光を分けて6つの処理チャンバPC1、PC2、……PC6の第2スプリッタ130に供給し、その内部に置かれた被処理基板及びフォーカスリングの温度を測定できるようにしたものである。
Further, the
上記の温度測定装置400、温度測定装置500では、光源110、第1スプリッタ120、参照光反射手段140、光路長変化手段150、光検出器160、コントローラ170等を各処理チャンバPC1、PC2、……PC6で共用して温度を測定できるので、処理チャンバ毎に夫々温度測定装置を設けた場合に比べてコストの上昇を抑制することができる。また、計測に関するデータを1台のコントローラ170で一元管理できるので、データ管理に要する手間やコストを低減することができる。
In the
この場合、コントローラ170は、予め各処理チャンバPC1、PC2、……PC6毎の干渉位置についてのデータを記憶しておき、この干渉位置のデータを処理チャンバPC1、PC2、……PC6毎に呼び出して使用する。また、各処理チャンバPC1、PC2、……PC6において、複数の測定ポイントにおける温度測定を行う場合、各測定ポイント毎の干渉位置についてのデータを記憶しておき、この干渉位置のデータを処理チャンバPC1、PC2、……PC6毎に呼び出して使用する。
In this case, the
次に、各測定ポイントの干渉位置(イニシャルピーク位置)の測定方法について説明する。まず、図7に示すように、ウエハ載置台601上に、測定を行う測定ポイント(図7ではチャンネル1)のみから反射光が検出されるように、ウエハ片602を置く。または、図8に示すように、他の測定ポイントについては、穴が開いていて他の測定ポイントからの反射光がなく、測定を行う測定ポイント(図8ではチャンネル1)のみから反射光が検出されるようにした穴あきウエハ603をウエハ載置台601上に置く。あるいは、図9に示すように、他の測定ポイントについては光の反射が少なくなり、測定を行う測定ポイント(図9ではチャンネル1)のみから強い反射光が検出されるようにした裏面に加工を施した裏面加工ウエハ604を、ウエハ載置台601上に置く。等して、測定を行う1つの測定ポイント(チャンネル1)からの反射光のみを検出可能とする。
Next, a method for measuring the interference position (initial peak position) at each measurement point will be described. First, as shown in FIG. 7, the wafer piece 602 is placed on the wafer mounting table 601 so that the reflected light is detected only from the measurement point (
次に、コントローラ170の制御により、イニシャルピーク位置を以下のようにして検出する。図10のフローチャートに示すように、まず、チャンネル数、ステージ速度、測定ピッチ、イニシャル温度、ポート番号、ピーク検出範囲、ピーク近似の範囲、第何ピークまで使用するか、測定するチャンネル、予想到達温度等の測定条件を入力し(701)、測定を開始する(702)。
Next, under the control of the
次に、コントローラ170は、まず、リニアステージ151を反モータ側リミット(参照光の光路長が最短光路長となる位置)まで移動させるように移動を開始し、ステージ位置、駆動状態の監視を行い(703)、移動が完了すると駆動を停止する(704)。
Next, the
次に、リニアステージ151をモータ側リミット方向へ移動させるように移動を開始し(705)、A/D変換器172からのサンプリングを開始する(706)。この時、リミット手前でサンプリングを停止するように、サンプリング数を計算しておく。
Next, movement is started so as to move the
サンプリングが完了すると(707)、リニアステージ151の減速停止動作を開始し(708)、リニアステージ151の駆動を停止する(709)。
When the sampling is completed (707), the
次に、リニアステージ151を、反モータ側リミットまで移動させるように移動を開始する(710)。
Next, the movement is started so that the
そして、波形解析を行い、イニシャルピーク位置、ステージ初期位置、波形計測距離を算出する。なお、
ピーク検出最大距離−ピーク検出最小距離+ステージ加減速距離=波形計測距離
となる。上記結果をチャンネル毎に記憶し、波形を表示する(711)。
Then, waveform analysis is performed to calculate an initial peak position, an initial stage position, and a waveform measurement distance. In addition,
Maximum peak detection distance−minimum peak detection distance + stage acceleration / deceleration distance = waveform measurement distance. The result is stored for each channel, and the waveform is displayed (711).
次に、ピーク位置重なりがあるか否かの判定を行い(712)、ピーク位置重なりが無い場合は正常を表示し(713)、ピーク重なりがある場合はアラームを表示する(714)。 Next, it is determined whether or not there is a peak position overlap (712). If there is no peak position overlap, normal is displayed (713), and if there is a peak overlap, an alarm is displayed (714).
次に、他チャンネルの測定を行うか判断し(715)、他チャンネルの測定を行う場合は、上記の処理を繰り返して行う。そして、他に測定を行うチャンネルがなくなると、処理を終了する(716)。 Next, it is determined whether or not to measure another channel (715). When the other channel is measured, the above process is repeated. When there are no more channels to be measured, the process is terminated (716).
図11は、上記のようにして1つの測定ポイント(チャンネル)について得られた測定波形の例を示すものである。なお、図11において縦軸は光検出器の出力、横軸は参照光反射手段としてのミラーの移動距離である。上記のイニシャルピーク位置の検出方法では、リニアステージ151を、一方(図1等の反モータ側)のリミット位置(参照光の光路長が最短光路長となる位置)から、全駆動範囲についてデータのサンプリングを行うので、温度測定対象物10の厚さがわからなくても、ピーク位置の検出を行うことができる。そして、第1ピークについては、全データの中から最大値を検出し、この最大値の位置±任意の値(μm)の幅でピーク中心を検出してピーク位置とする。第2ピークについては、第1ピーク検出幅の終値の次からの全データの中で最大値を検出し、この最大値の位置±任意の値(μm)の幅でピーク中心を検出してピーク位置とする。第3ピークについては、第2ピーク検出幅の終値の次からの全データの中で最大値を検出し、この最大値の位置±任意の値(μm)の幅でピーク中心を検出してピーク位置とする。上記のピーク中心の検出は、例えば、生波形を2乗した2乗折り返し波形の重心位置を求めること等によって行う。
FIG. 11 shows an example of a measurement waveform obtained for one measurement point (channel) as described above. In FIG. 11, the vertical axis represents the output of the photodetector, and the horizontal axis represents the moving distance of the mirror as the reference light reflecting means. In the above-described initial peak position detection method, the
図12は、上記のようにして各測定ポイント(CH1〜3)毎に得た波形データの例を示すものである。なお、図12において縦軸は光検出器の出力、横軸は参照光反射手段としてのミラーの移動距離である。同図に示すように、ピーク位置の重なりがないように、光路長を調整しておくことにより、図12の最下部に示すように、各測定ポイントからのピークを識別することができる。 FIG. 12 shows an example of waveform data obtained for each measurement point (CH1 to CH3) as described above. In FIG. 12, the vertical axis represents the output of the photodetector, and the horizontal axis represents the moving distance of the mirror as the reference light reflecting means. As shown in the figure, by adjusting the optical path length so that the peak positions do not overlap, the peak from each measurement point can be identified as shown at the bottom of FIG.
上記のようにして、イニシャルピーク位置を検出した後、温度測定に先立って、温度測定対象物の初期厚さ測定を行う。温度測定対象物の温度は、この初期厚さに対する温度測定対象物の厚さの変化によって検出する。この初期厚さ測定について、図13を参照して説明する。まず、チャンネル数、ステージ速度、測定ピッチ、ポート番号、イニシャル温度を入力し、何回で平均するかを選択する(801)。 After detecting the initial peak position as described above, the initial thickness measurement of the temperature measurement object is performed prior to the temperature measurement. The temperature of the temperature measurement object is detected by a change in the thickness of the temperature measurement object with respect to the initial thickness. This initial thickness measurement will be described with reference to FIG. First, the number of channels, the stage speed, the measurement pitch, the port number, and the initial temperature are input and the number of times to average is selected (801).
次に、初期厚さ、温度を手入力するかを判断し(802)、初期厚さ、温度が既知で手入力する場合は、後述するステップ816の処理からの処理を行う。一方、手入力しない場合は、測定を開始し(803)、測定ポイント(チャンネル)毎のイニシャル位置データ、計測距離データを呼び出す(804)。
Next, it is determined whether to manually input the initial thickness and temperature (802), and when the initial thickness and temperature are known and input manually, processing from
次に、チャンネル間最小スタート位置へのリニアステージ151の移動を開始し(805)、リニアステージ151がチャンネル間最小スタート位置へ到達すると、次にリニアステージ151のモータ側リミット方向への移動を開始する(806)。
Next, the movement of the
そして、A/D変換器172をスタートさせ(807)、サンプリングを開始する(808)。この時、チャンネル間最大波形計測距離+αで、サンプリングを停止するように、サンプリング数を計算しておく。
Then, the A /
サンプリングが完了すると(809)、リニアステージ151の減速を開始し(810)、リニアステージ151の駆動を停止する(811)。
When sampling is completed (809), deceleration of the
次に、リニアステージ151を、チャンネル間最小スタート位置へ移動させるように移動を開始する(812)。
Next, the
そして、各測定チャンネル毎のイニシャルピーク位置を呼び出し、波形解析を行い、ピーク位置、ピーク位置間隔、波形表示を行う(813)。 Then, call the initial peak position of each measurement channel performs waveform analysis, the peak position, the peak position interval, the waveform display performed (81 3).
次に、リニアステージ151がチャンネル間最小スタート位置に到達したか否か(814)、設定回数繰り返して測定を行ったかを判定し(815)、設定回数繰り返して上記測定を行った後、ピーク間隔の平均を求め(816)、温度計測開始待ち状態となる(817)。
Next, it is determined whether or not the
また、上記のようにした測定した初期厚さ及び温度が分かっている場合は、これを手入力することによって(802)、ピーク間隔の平均を求め(816)、温度計測開始待ち状態となる(817)。 If the measured initial thickness and temperature as described above are known, by manually inputting them (802), an average of peak intervals is obtained (816), and a temperature measurement start waiting state is entered ( 817).
上記のようにして、イニシャルピーク位置の検出、初期厚さ測定の後、温度測定が可能となる。この温度測定について、図14を参照して説明する。この場合、上記した初期厚さ測定の設定状態を保持した状態で温度計測開始待ち状態となっている(901)。そして、まず、データ保存先、測定回数、ピーク近似の範囲を入力する(902)。 As described above, the temperature can be measured after detecting the initial peak position and measuring the initial thickness. This temperature measurement will be described with reference to FIG. In this case, the temperature measurement start waiting state is maintained with the initial thickness measurement setting state described above being maintained (901). First, the data storage destination, the number of measurements, and the range of peak approximation are input (902).
上記入力が完了すると、測定を開始し(903)、リニアステージ151のチャンネル間最小スタート位置への移動を開始し(904)、リニアステージ151がチャンネル間最小スタート位置へ到達すると、リニアステージ151のモータ側リミット方向への移動を開始する(905)。
When the above input is completed, measurement is started (903), movement of the
そして、A/D変換器をスタートさせ(906)、サンプリングを開始する(907)。この時、チャンネル間最大波形計測距離+αで、サンプリングを停止するように、サンプリング数を計算しておく。 Then, the A / D converter is started (906), and sampling is started (907). At this time, the number of samplings is calculated so that sampling is stopped at the maximum inter-channel waveform measurement distance + α.
サンプリングが完了すると(908)、リニアステージ151の減速を開始し(909)、リニアステージ151の駆動を停止する(910)。
When sampling is completed (908), deceleration of the
次に、リニアステージ151を、チャンネル間最小スタート位置へまで移動させるように移動を開始する(911)。
Next, the movement is started so as to move the
そして、波形解析を行い、ピーク位置からピーク位置間隔を算出し、ピーク位置間隔から温度計算を行うとともに、波形表示を行い、測定データを保存する(912)。 Then, the waveform analysis is performed, the peak position interval is calculated from the peak position, the temperature is calculated from the peak position interval, the waveform is displayed, and the measurement data is saved (912).
次に、リニアステージ151がチャンネル間最小スタート位置に到達したか否か(913)、設定された測定回数繰り返して測定を行ったかを判定し(914)、設定された測定回数繰り返して上記測定を行った後、測定を終了する(915)。
Next, it is determined whether the
次に、図5、図6に示したように、複数の処理チャンバ内の温度を計測可能とした温度測定装置400、温度測定装置500における処理について説明する。図15は、前述したコントローラ170の制御によるイニシャルピーク位置の検出方法を示すものである。この場合、まず、処理チャンバー(PC)のナンバーを選択する(750)。この後の処理のステップ751〜765は、実質的に図10に示したステップ701〜715と同一である。但し、ステップ761において、イニシャルピーク位置等のデータは、選択した処理チャンバー(PC)のナンバーに対して測定チャンネル毎に記憶する。そして、一連の処理の最後に、他の処理チャンバー(PC)の測定を行うか判断し(766)、測定を終了する(767)。
Next, as shown in FIGS. 5 and 6, processing in the
図16は、複数の処理チャンバ内の温度を計測可能とした温度測定装置400、温度測定装置500における前述したコントローラ170の制御による初期厚さ測定の検出方法を示すものである。この場合、まず、処理チャンバー(PC)のナンバーを選択する(850)。この後の処理のステップ851〜866は、実質的に図13に示したステップ801〜816と同一である。但し、ステップ854において、選択した処理チャンバー(PC)のナンバーに対応した測定チャンネル毎のイニシャル位置データ等が呼び出される。また、ステップ863において、選択した処理チャンバー(PC)のナンバーに対応した測定チャンネル毎のイニシャルピーク位置を呼び出す。そして、一連の処理の最後に、他の処理チャンバー(PC)の測定を行うか判断し(867)、温度計測開始待ち状態となる(868)。
FIG. 16 shows a
そして、上記の図16の温度計測開始待ち状態(868)からの温度測定については、複数の処理チャンバ内の温度を計測可能とした温度測定装置400、温度測定装置500においても、前述した図14に示した処理ステップと同様にして行われる。
As for the temperature measurement from the temperature measurement start waiting state (868) in FIG. 16, the
上記の温度測定装置100等においては、光源110からの光は、第1のスプリッタ120に入射され、第1のスプリッタ120により測定光と参照光とに分けられる。このうち、測定光は、第2のスプリッタ130により第1〜第n測定光に分けられて、夫々の測定ポイントにおいて半導体ウエハなどの温度測定対象物10等に照射され、各層の表面、境界面や裏面によって反射される。
In the
一方、参照光は、参照光反射手段140によって反射される。そして、第1〜第n測定光の各反射光は第2のスプリッタ130を介して第1のスプリッタ120へ入射し、参照光の反射光とともに、光検出器160で検出される。
On the other hand, the reference light is reflected by the reference light reflecting means 140. Then, each reflected light of the first to n-th measurement lights enters the
そして、参照光反射手段140を走査することによって、縦軸を光検出器160の出力、横軸を参照光反射手段140の移動距離とした図12に示したような干渉波形が得られる。ここで、光源110としては、上述したような低コヒーレンス光源を用いている。低コヒーレンス光源によれば、光源110からの光のコヒーレンス長が短いため、通常は測定光の光路長と参照光の光路長とが一致した場所で強く干渉が起こり、それ以外の場所では干渉は実質的に低減するという特質がある。このため、参照光反射手段140を移動させ、参照光の光路長を変化させることにより、温度測定対象物10の表面及び裏面の他、内部にさらに層があればその各層についても、これらの屈折率差によって反射した測定光と参照光が干渉する。
Then, by scanning the reference light reflecting means 140, an interference waveform as shown in FIG. 12 is obtained with the vertical axis representing the output of the
図12の例では、参照光反射手段140を走査していくと、先ず温度測定対象物10の測定ポイントP1の一方の面(表面或いは裏面)からの反射光と参照光の反射光との干渉波が現れ、次に測定ポイントP2の一方の面(表面或いは裏面)、測定ポイントP3の一方の面(表面或いは裏面)からの反射光と参照光の反射光との干渉波が現れる。さらに、参照光反射手段140を走査していくと、測定ポイントP1,P2,P3の中間層の界面からの反射光と参照光の反射光との干渉波が現れる。そして、最後に、測定ポイントP1,P2,P3の他方の面(裏面又は表面)からの反射光と参照光の反射光との干渉波が現れる。このように、参照光反射手段140を一度走査するだけで各測定ポイントにおける干渉波を一度に検出することができる。
In the example of FIG. 12, when the reference light reflecting means 140 is scanned, first, interference between reflected light from one surface (front surface or back surface) of the measurement point P1 of the
次に、測定光と参照光との干渉波に基づいて温度を測定する方法について説明する。干渉波に基づく温度測定方法としては、例えば温度変化に基づく光路長変化を用いる温度換算方法がある。ここでは、上記干渉波形の位置ズレを利用した温度換算方法について説明する。 Next, a method for measuring the temperature based on the interference wave between the measurement light and the reference light will be described. As a temperature measuring method based on the interference wave, for example, there is a temperature conversion method using a change in optical path length based on a temperature change. Here, a temperature conversion method using the positional deviation of the interference waveform will be described.
半導体ウエハなどの温度測定対象物10がヒータ等によって温められると、温度測定対象物10は膨張して屈折率が変化するため、温度変化前と温度変化後では、干渉波形の位置がずれて、干渉波形のピーク間幅が変化する。このとき、各測定ポイントごとに温度変化があれば、測定ポイントごとに干渉波形の位置がずれて、干渉波形のピーク間幅が変化する。このような測定ポイントごとに干渉波形のピーク間幅を測定することにより温度変化を検出することができる。例えば図1に示すような温度測定装置100であれば、干渉波形のピーク間幅は、参照光反射手段140の移動距離に対応しているため、干渉波形のピーク間幅における参照ミラーの移動距離を測定することにより、温度変化を検出することができる。
When the
温度測定対象物10の厚さをdとし、屈折率をnとした場合、干渉波形についてのピーク位置のずれは、厚さdについては各層固有の線膨張係数αに依存し、また屈折率nの変化については主として各層固有の屈折率変化の温度係数βに依存する。なお、屈折率変化の温度係数βについては波長にも依存することが知られている。
When the thickness of the
従って、ある測定ポイントPにおける温度変化後のウエハの厚さd′を数式で表すと下記数式(1)に示すようになる。なお、数式(1)において、ΔTは測定ポイントの温度変化を示し、αは線膨張率、βは屈折率変化の温度係数を示している。また、d、nは、夫々温度変化前の測定ポイントPにおける厚さ、屈折率を示している。 Therefore, the wafer thickness d ′ after the temperature change at a certain measurement point P is expressed by the following equation (1). In Equation (1), ΔT indicates the temperature change at the measurement point, α indicates the linear expansion coefficient, and β indicates the temperature coefficient of the refractive index change. D and n represent the thickness and refractive index at the measurement point P before the temperature change, respectively.
d′=d・(1+αΔT)、n′=n・(1+βΔT) …(1)
上記数式(1)に示すように、温度変化によって測定ポイントPを透過する測定光の光路長が変化する。光路長は一般に、厚さdと屈折率nとの積で表される。従って、温度変化前の測定ポイントPを透過する測定光の光路長をLとし、測定ポイントにおける温度が夫々ΔTだけ変化した後の光路長をL′とすると、L、L′は夫々下記の数式(2)に示すようになる。
d ′ = d · (1 + αΔT), n ′ = n · (1 + βΔT) (1)
As shown in the above formula (1), the optical path length of the measurement light that passes through the measurement point P changes due to the temperature change. The optical path length is generally represented by the product of the thickness d and the refractive index n. Therefore, if the optical path length of the measurement light transmitted through the measurement point P before the temperature change is L, and the optical path length after the temperature at the measurement point is changed by ΔT is L ′, L and L ′ are respectively the following formulas: As shown in (2).
L=d・n 、 L′=d′・n′ …(2)
従って、測定ポイントにおける測定光の光路長の温度変化前後の差(L′−L)は、上記数式(1)、(2)により計算して整理すると、下記数式(3)に示すようになる。なお、下記数式(3)では、α・β≪α、α・β≪βを考慮して微小項を省略している。
L = d · n, L ′ = d ′ · n ′ (2)
Accordingly, when the difference (L′−L) in the optical path length of the measurement light at the measurement point before and after the temperature change is calculated and organized by the above formulas (1) and (2), the following formula (3) is obtained. . In addition, in the following mathematical formula (3), in consideration of α · β << α and α · β << β, minute terms are omitted.
L′−L=d′・n′−d・n=d・n・(α+β)・ΔT
=L・(α+β)・ΔT1 …(3)
L′−L = d ′ · n′−d · n = d · n · (α + β) · ΔT
= L · (α + β) · ΔT 1 (3)
ここで、各測定ポイントにおける測定光の光路長は、参照光との干渉波形のピーク間幅に相当する。従って、線膨張率α、屈折率変化の温度係数βを予め調べておけば、各測定ポイントにおける参照光との干渉波形のピーク間幅を計測することによって、上記数式(3)を用いて、各測定ポイントの温度に換算することができる。 Here, the optical path length of the measurement light at each measurement point corresponds to the peak-to-peak width of the interference waveform with the reference light. Therefore, if the linear expansion coefficient α and the temperature coefficient β of the refractive index change are examined in advance, by measuring the peak-to-peak width of the interference waveform with the reference light at each measurement point, using the above formula (3), It can be converted into the temperature at each measurement point.
このように、干渉波から温度への換算する場合、上述したように干渉波形のピーク間で表される光路長が線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βによって変るため、これら線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βを予め調べておく必要がある。半導体ウエハを含めた物質の線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βは一般に、温度帯によっては、温度に依存する場合もある。例えば線膨張率αについては一般に、物質の温度が0〜100℃くらいの温度範囲ではそれほど変化しないので、一定とみなしても差支えないが、100℃以上の温度範囲では物質によっては温度が高くなるほど変化率が大きくなる場合もあるので、そのような場合には温度依存性が無視できなくなる。屈折率変化の温度係数βについても同様に温度範囲によっては、温度依存性が無視できなくなる場合がある。 Thus, when converting from interference wave to temperature, the optical path length expressed between the peaks of the interference waveform varies depending on the linear expansion coefficient α and the temperature coefficient β of the refractive index change as described above. It is necessary to investigate in advance α and the temperature coefficient β of the refractive index change. In general, the linear expansion coefficient α and the temperature coefficient β of refractive index change of materials including a semiconductor wafer may depend on the temperature depending on the temperature range. For example, the linear expansion coefficient α generally does not change so much in the temperature range of about 0 to 100 ° C., so it can be regarded as constant. However, in the temperature range of 100 ° C. or higher, the temperature increases depending on the material. Since the rate of change may be large, the temperature dependency cannot be ignored in such a case. Similarly, the temperature dependence β of the refractive index change may not be negligible depending on the temperature range.
例えば半導体ウエハを構成するシリコン(Si)の場合は、0〜500℃の温度範囲において線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βは例えば二次曲線で近似することができることが知られている。このように、線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βは温度に依存するので、例えば温度に応じた線膨張率α及び屈折率変化の温度係数βを予め調べておき、その値を考慮して温度換算すれば、より正確な温度に換算することができる。 For example, in the case of silicon (Si) constituting a semiconductor wafer, it is known that the linear expansion coefficient α and the temperature coefficient β of refractive index change can be approximated by, for example, a quadratic curve in a temperature range of 0 to 500 ° C. . Thus, since the linear expansion coefficient α and the temperature coefficient β of the refractive index change depend on the temperature, for example, the linear expansion coefficient α and the temperature coefficient β of the refractive index change corresponding to the temperature are examined in advance and the values are taken into consideration. If the temperature is converted, it can be converted to a more accurate temperature.
なお、測定光と参照光との干渉波に基づく温度測定方法としては上述したような方法に限られることはなく、例えば温度変化に基づく吸収強度変化を用いる方法であってもよく、上記温度変化に基づく光路長変化と温度変化に基づく吸収強度変化とを組み合わせた方法であってもよい。 Note that the temperature measurement method based on the interference wave between the measurement light and the reference light is not limited to the method described above. For example, a method using an absorption intensity change based on a temperature change may be used. A method in which an optical path length change based on the above and an absorption intensity change based on a temperature change are combined may be used.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
10……温度測定対象物、100……温度測定装置、110……光源、120……第1スプリッタ、130……第2スプリッタ、140……参照光反射手段、150……光路長変化手段、151……リニアステージ、152……モータ、153……He−Neレーザエンコーダ、154……モータドライバ、155……モータコントローラ、160……光検出器、170……コントローラ、171……増幅器、172……A/D変換器、180……アッテネータ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光源からの光を測定用の光と参照光とに分けるための第1スプリッタと、
前記第1スプリッタからの測定用の光を、さらにn個の第1〜第n測定光に分けるための第2スプリッタと、
前記第1スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と、
前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と、
前記第1スプリッタからの参照光を、前記参照光反射手段へ照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と、
前記第2スプリッタからの第1〜第n測定光を夫々、温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントへ照射する測定光照射位置まで伝送する第1〜第n測定光伝送手段と、
前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントから反射する前記第1〜第n測定光と、前記参照光反射手段から反射する参照光との干渉を測定するための光検出器とを備え、
前記第1〜第n測定光における前記第2スプリッタから前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントまでの各光路長を夫々互いに異なるようにした温度測定装置において、
前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定した結果をイニシャルピーク位置データとして記憶し、温度測定時に得られた干渉ピークの位置と、前記イニシャルピーク位置データとを比較して、前記第1〜第n測定ポイント毎に温度を算出するコントローラを有することを特徴とする温度測定装置。 A light source;
A first splitter for separating light from the light source into measurement light and reference light;
A second splitter for further dividing the measurement light from the first splitter into n first to n-th measurement lights;
Reference light reflecting means for reflecting reference light from the first splitter;
An optical path length changing means for changing an optical path length of the reference light reflected from the reference light reflecting means;
Reference light transmission means for transmitting the reference light from the first splitter to a reference light irradiation position for irradiating the reference light reflecting means;
First to n-th measurement light transmission means for transmitting the first to n-th measurement lights from the second splitter to the measurement light irradiation positions for irradiating the first to n-th measurement points of the temperature measurement object, respectively;
A photodetector for measuring interference between the first to n-th measurement light reflected from the first to n-th measurement points of the temperature measurement object and the reference light reflected from the reference light reflecting means; ,
In the temperature measurement device in which the optical path lengths from the second splitter to the first to n-th measurement points of the temperature measurement object in the first to n-th measurement lights are different from each other,
The result of individually measuring the position of the interference peak when the first to n-th measurement points of the temperature measurement object are irradiated with the first to n-th measurement points individually for each of the first to n-th measurement points. Is stored as initial peak position data, and the controller calculates the temperature for each of the first to nth measurement points by comparing the position of the interference peak obtained at the time of temperature measurement with the initial peak position data. A temperature measuring device characterized by.
前記コントローラは、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光路長変化手段により、参照光の光路長を、光路長の変化が可能な全範囲について連続的に変化させ、イニシャルピーク位置データを取得することを特徴とする温度測定装置。 The temperature measuring device according to claim 1,
The controller individually separates the position of the interference peak when the first to n-th measurement points of the temperature measurement object are irradiated with the first to n-th measurement points for each of the first to n-th measurement points. In the measurement, the optical path length changing means continuously changes the optical path length of the reference light over the entire range in which the optical path length can be changed, and obtains initial peak position data. apparatus.
前記コントローラは、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光検出器によって得られた波形を2乗して得られた2乗折り返し波形の重心を求めて干渉ピークの中心位置とすることを特徴とする温度測定装置。 The temperature measuring device according to claim 1 or 2,
The controller individually separates the position of the interference peak when the first to n-th measurement points of the temperature measurement object are irradiated with the first to n-th measurement points for each of the first to n-th measurement points. A temperature measuring apparatus characterized in that, when measuring, a center of gravity of a square-turned waveform obtained by squaring the waveform obtained by the photodetector is obtained as a center position of an interference peak.
前記温度測定対象物は、基板処理装置によって処理される被処理基板であり、前記第1〜第n測定光伝送手段は、前記被処理基板の面内における前記第1〜第n測定ポイントへ夫々前記第1〜第n測定光が照射されるように前記基板処理装置に配設されることを特徴とする温度測定装置。 The temperature measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The temperature measurement object is a substrate to be processed by a substrate processing apparatus, and the first to nth measurement light transmission units are respectively connected to the first to nth measurement points in the plane of the substrate to be processed. The temperature measuring apparatus is disposed in the substrate processing apparatus so as to be irradiated with the first to n-th measuring lights.
前記光源からの光を測定用の光と参照光とに分けるための第1スプリッタと、
前記第1スプリッタからの測定用の光を、さらにn個の第1〜第n測定光に分けるための第2スプリッタと、
前記第1スプリッタからの参照光を反射するための参照光反射手段と、
前記参照光反射手段から反射する参照光の光路長を変化させるための光路長変化手段と、
前記第1スプリッタからの参照光を、前記参照光反射手段へ照射する参照光照射位置まで伝送する参照光伝送手段と、
前記第2スプリッタからの第1〜第n測定光を夫々、温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントへ照射する測定光照射位置まで伝送する第1〜第n測定光伝送手段と、
前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントから反射する前記第1〜第n測定光と、前記参照光反射手段から反射する参照光との干渉を測定するための光検出器とを備え、
前記第1〜第n測定光における前記第2スプリッタから前記温度測定対象物の第1〜第n測定ポイントまでの各光路長を夫々互いに異なるようにした温度測定装置を用いた温度測定方法において、
前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定した結果をイニシャルピーク位置データとして取得する工程と、
温度測定時に、前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射して得られた干渉ピークの位置と、前記イニシャルピーク位置データとを比較して、前記第1〜第n測定ポイント毎に温度を算出する工程と
を有することを特徴とする温度測定方法。 A light source;
A first splitter for separating light from the light source into measurement light and reference light;
A second splitter for further dividing the measurement light from the first splitter into n first to n-th measurement lights;
Reference light reflecting means for reflecting reference light from the first splitter;
An optical path length changing means for changing an optical path length of the reference light reflected from the reference light reflecting means;
Reference light transmission means for transmitting the reference light from the first splitter to a reference light irradiation position for irradiating the reference light reflecting means;
First to n-th measurement light transmission means for transmitting the first to n-th measurement lights from the second splitter to the measurement light irradiation positions for irradiating the first to n-th measurement points of the temperature measurement object, respectively;
A photodetector for measuring interference between the first to n-th measurement light reflected from the first to n-th measurement points of the temperature measurement object and the reference light reflected from the reference light reflecting means; ,
In the temperature measurement method using the temperature measurement device in which the optical path lengths from the second splitter to the first to n-th measurement points of the temperature measurement object in the first to n-th measurement lights are different from each other,
The result of individually measuring the position of the interference peak when the first to n-th measurement points of the temperature measurement object are irradiated with the first to n-th measurement points individually for each of the first to n-th measurement points. To obtain the initial peak position data,
At the time of temperature measurement, the position of the interference peak obtained by irradiating the first to n-th measurement points to the first to n-th measurement points of the temperature measurement object is compared with the initial peak position data. And a step of calculating a temperature for each of the first to nth measurement points.
前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光路長変化手段により、参照光の光路長を、光路長の変化が可能な全範囲について連続的に変化させ、イニシャルピーク位置データを取得することを特徴とする温度測定方法。 The temperature measuring method according to claim 5,
When individually measuring the position of the interference peak when the first to n-th measurement points of the temperature measurement object are irradiated with the first to n-th measurement points individually for each of the first to n-th measurement points. In addition, the optical path length changing means continuously changes the optical path length of the reference light for the entire range in which the optical path length can be changed, and acquires initial peak position data.
前記温度測定対象物の前記第1〜第n測定ポイントに前記第1〜第n測定光を照射した際の干渉ピークの位置を、前記第1〜第n測定ポイント毎に予め個別に測定する際に、前記光検出器によって得られた波形を2乗して得られた2乗折り返し波形の重心を求めて干渉ピークの中心位置とすることを特徴とする温度測定方法。 The temperature measuring method according to claim 5 or 6,
When individually measuring the position of the interference peak when the first to n-th measurement points of the temperature measurement object are irradiated with the first to n-th measurement points individually for each of the first to n-th measurement points. And a center of the interference peak obtained by obtaining the center of gravity of the square-turned waveform obtained by squaring the waveform obtained by the photodetector.
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